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- 加速度傳感器在鐵路中的應用
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2021/5/18
VS9030被廣泛應用于鐵路上振動測量
特性
多量程系列產(chǎn)品，從 ±1g 到 ±200g
慣性、振動和地震傳感器
高帶寬 (DC 到 >1000Hz ，變化率-5%)
優(yōu)異的長期穩(wěn)定性
嚴苛的環(huán)境（沖擊、振動、溫度）
經(jīng)過資格認證，可用在安全性至關重要的應用中
簡介
未來的列車系統(tǒng)將會整合越來越高的高科技技術，用以引導和控制車輛，減少維修費用和便于檢查維修，同時，改善乘客和駕駛員的安全性和舒適性。因此，種類繁多的傳感器必會不斷納入現(xiàn)代化的火車中。
這些傳感器的一大分支是加速度傳感器，它們可以檢測和測量各種形式的機械運動，包括慣性力（加速度）、傾斜、振動和沖擊。
各種技術（如：電容式、壓電式或壓阻式）之間存在互相競爭，以提供最佳的解決方案。然而，這些不同的傳感器的技術，并不能提供相同層面的性能，顯然地，在長期穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性和精度方面，規(guī)格最好的是電容式加速度傳感器。
Colibrys的加速度傳感器是基于硅MEMS的電容式傳感器。MEMS制造工藝過程中提供了一個替代傳統(tǒng)的宏觀機械加工和裝配的技術。這項技術源于微電子工業(yè)，把傳統(tǒng)的集成電路（IC）工藝和特定的MEMS加工工藝的技術相結(jié)合，研制生產(chǎn)出微觀機械結(jié)構的產(chǎn)品。
對于低頻到中頻的測量（典型值可達1000Hz, 變化率5％），電容的方法能提供比其它技術方法更好的性能，在可靠性、長期穩(wěn)定性、信號噪聲、堅固性、尺寸和功耗等方面。
COLIBRYS加速度傳感器內(nèi)部近景圖
鐵路技術中的運動傳感器
運動傳感器在鐵路技術領域中的各種應用，典型例子如下：
轉(zhuǎn)向架安全性和舒適度的監(jiān)測和診斷系統(tǒng)
改善乘客舒適性的高速列車傾斜控制系統(tǒng)
磁懸浮列車的位置監(jiān)控
控制系統(tǒng)
健康與使用監(jiān)控系統(tǒng)（HUMS）
運輸過程中的振動監(jiān)測
精確的列車定位
鐵路軌道安全和維護的監(jiān)測系統(tǒng)
鐵路技術中的 Colibrys加速度計
正如所報道的：運動傳感器產(chǎn)品有很多機會用于鐵路技術市場。Colibrys公司的MEMS電容式加速度傳感器在惡劣環(huán)境下的高可靠性已經(jīng)得到公認，并已成功地獲得了鐵路應用中安全性至關重要的資格認證。
列車上的MEMS電容式加速度傳感器的最新和最重要的資質(zhì)之一就是在最新一代的德國ICE高速列車上的傾斜監(jiān)測系統(tǒng)。西門子公司已經(jīng)開發(fā)出一種轉(zhuǎn)向架監(jiān)測系統(tǒng)，檢測內(nèi)軸承磨損、傳動軸、剎車或輪子的磨損和識別任何可能會引發(fā)的事故的、潛在的轉(zhuǎn)向架不穩(wěn)定性。這是由西門子交通集團設計和制造的第一個轉(zhuǎn)向架監(jiān)測系統(tǒng)。
這種高度創(chuàng)新的轉(zhuǎn)向架監(jiān)測系統(tǒng)在每節(jié)車廂上使用24個Colibrys加速度傳感器，每一列車大約使用200個傳感器。最早的三列列車已在2010年生產(chǎn)，最終的系統(tǒng)資格認證將在2011年。
擺式列車
擺式列車是另一個成熟的應用。多年來，在許多國家，電容式加速度傳感器都被成功地集成和應用。
Colibrys公司專門為鐵路應用領域提供不同類型的加速度傳感器：
VS9000是 Colibrys公司為振動傳感而設計的的產(chǎn)品，振動傳感需要高帶寬，多量程g，體積小，專用信號調(diào)節(jié)。通常， 該系列產(chǎn)品覆蓋了±2g到±200g全量程，并提供從DC到1000 Hz條件下恒定的頻率響應（變化率<5％）。
MS9000 產(chǎn)品系列是為需要長期穩(wěn)定性的慣性傳感所設計的。
Si FlexTM 是世界上最好級別的地震傳感器，廣泛應用于諸如橋梁和鐵軌的結(jié)構振動評估中。
工作原理
VS9000和MS9000傳感器通過單一的電源電壓（2.5V和5.5V之間）進行工作，電流消耗很低（<0.5mA，5V時）。其輸出是一個比率式模擬電壓，當驅(qū)動電壓為5 V時，滿量程加速度范圍的輸出電壓在0.5V和4.5V之間變化。 它必須有一個穩(wěn)定的電源，因為任何不穩(wěn)定性都會直接傳送到輸出中。
該傳感器采用了完全獨立的20引腳LCC標準陶瓷封裝，以確保其全密封性。它的工作溫度范圍在-55°C至+125°C，并能在不降低性能的前提下承受6’000g加速度的沖擊。欲了解更多的技術信息，請參閱相應的產(chǎn)品資料和規(guī)格說明。
結(jié)論
對于大多數(shù)國家快速增長的高鐵市場，MEMS電容式加速度傳感器是部署新一代高速列車的最佳候選產(chǎn)品，人們將需要越來越多由可靠的和高精度加速度傳感器裝備的車載安全控制設備。
Colibrys公司是您在鐵路應用領域合作的好伙伴，它可提供最優(yōu)異、最合適的加速度傳感器。
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